Енергоустаткування вентиляторних установок.

Мета :

 

- Ознайомитись з правилами добору двигуна, роздивитись схеми підключення синхронного та асинхронного двигуна, навчитись розраховувати потужність двигуна і річну витрату електроенергії вентиляторної установки.

- розвити технічне мислення

- виховати правильне відношення до техніки.

План:

 

1.Схема підключення синхронного двигуна.

2.Схема підключення асинхронного двигуна.

3.Розрахунок потужності двигуна.

4.Розрахунок річної витрати електроенергії двигуна.

 

 

Питання для самоконтролю:

 

1. Як знаходиться потужність двигуна?

2. Як знайти середньорічні витрати електроенергії вентиляторної

установки (кВт. рік.)?

3. Які двигуни використовуються у вентиляторних установках?

Питання для самостійної роботи:

1. Охорона навколишнього середовища при експлуатації вентиляторних установок

(реферат)

ЛІТЕРАТУРА.

Основна.

1. Хаджиков Р. Н. , Бутаков С. А. Горная механика. -М. : Недра, 1982.

2. Правила безпеки в вугільних шахтах. -Київ, 1996.

 

Додаткова.

7. Хаджиков Р. Н., Бутаков С. А. Сборник примеров и задач по горной механике. - М. : Недра, 1989.

8. Бирюков В. М. и др. Техническое обслуживание и текущий ремонт стационарного оборудования. -М. :Недра, 1983

9. Бабак Г. А. и др. Шахтные вентиляторные установки главного проветривания: Справочник. -М. : Недра, 1982.

 

 

При потужності 200 кВт використовуються синхронні двигуни, при меншій потужності – асинхронні із короткозамкненим ротором.і ще іноді з фазним.

Пуск синхронного двигуна приводиться вмиканням масляного вимикача ВМ, двигун розгноюється, як асинхронний до підсинхронной швидкості 97-98% синхронної швидкості. При цьому замикаються контакти у ланцюгу контактора К2 і ланцюга КЗ, при цьому реле РФ розмикає свій контакт у ланцюгу контактора К2. На початку розгону реле РПТ замикає контакт у ланцюгу реле РБ1, яке у свою чергу замикає свій контакт у РБ2, при цьому контакт РБ1 у ланцюгу К1 розмикається, а РБ2 - замикається.

При підсинхронній швидкості реле РПТ у зв’язку із зменшенням струму вимикається і своїм контактом розриває ланцюг реле РБ1, котрий з витримкою часу замкне контакт РБ1 у ланцюзі контактора К1і розсмикне

Контакт у ланцюгу реле РБ2.

Реле РБ2 у свій час з витримкою розімкне свій контакт у К1 до чього часу К1 вже вмикнеться К3. Клямка за допомогою К3 забезпечить живлення К1 через ВМ і КЗ. Реле РМ1 і РМ2 захищають двигун від короткого замкнення перевантажень і відходу двигуна від синхронного ритму.

У схемі передбачено Р1- високовольтний вимикач, А1- низьковольтний вимикач, РМ3 і РМ4- реле максимального захисту, В1…В4- діоди мостової схеми живлення реле РБ1 і РБ2.

2. Потужні вентиляторні установки ВМЦ-32М, ВЦД- 47У комплектуються асинхронними вентильно-машинними каскадами. Він складається із асинхронних з фазними роторами двигунів М1 і М2, що приводять до роботи вентилятори В1 і В2 і

синхронну машину Г1.

Схема розрахована на два діапазону регулювання: 50- 75% від номіналу швидкості , і 75%- номінал. У першому діапазоні машини М2 і М3 контактом контактора К8 ввімкнені послідовно, а у другому випадку - паралельно за допомогою контакторів К7 і К10. Під час роботи у першому діапазоні вмикається частина контакторів прискорення по часу пускового роторного опору R1.

Далі автоматично вмикається контактор К1, а контактор К2 вимикається. Розмикач Р1 інвертора при цьому повинен бути ввімкнен .

Одночасно з вмиканням контактора К1 вмикаються приводи направляючих апаратів вентиляторів до повного їх відкриття.

У схемі передбачено: Р –реактор, ОС1 і ОС2 – обмотки стабілізації, ДП1 і ДП2 –обмотки додаткових полюсів, Г2 – генератор розбудження, ОВ3 і ОВ4 – обмотки розбудження генератора Г2.

Ця схема використовується на вентиляторах ВЦД-32М. Для управління вентиляторною установкою ВЦД-47 «Північ» розработана схема з двома діапазонами регулювання частоти вращення. Перший -0…250 об/хв. використовується у початковий період роботи шахти. Другий – 250…490 об/хв.. при двох працюючих двигунах. При цьому перший діапазон використовується для пуску і розгону вентилятора до частоти обертання 250…300 об/хв.

. Потужність двигуна розраховується по формулі:

 

N=

 

при максимальному тиску, потім по каталогу добирають найближчий по потужності двигун , відношення номінальної потужності до розрахункової –коефіціент запаса потужності (1,1…1,15)

4. Середньорічні витрати електроенергії вентиляторної установки (кВт. Год.)

В означений період часу її експлуатації при зміненні тиску від Нmin до Нmax

І продуктивності від Qmin до Qmax

 

 

W= nч*nд

 

 

ncp – середній К.К.Д.

nп –0,9…0,95;

nд–0,85…0,95;

nс –0,95 (К.К.Д. передачі до двигуна)0,8…0,9

nр–0,8…0,9 (К.К.Д. регулювання)

nч –кількість робочих часів;

nд–кількість робочих днів;

 

Лекція 20

Основні принципи проектування вентиляторних установок

Мета :

 

- Ознайомитись з з методикою проектування шахтних вентиляційних установок

- розвити технічне мислення

- виховати правильне відношення до техніки.

План:

 

1. основні положення ппро проектування шахтних вентиляційних установок головного провітрювання.

2. Вибір типу вентилятору.

3. Вибір способу регулювання робочих режимів вентиляційної установки.

4. Розрахунок характеристики вентиляційної мережі.

5. Розрахунок робочих режимів вентиляційної установки.

 

Питання для самоконтролю:

 

1. Які початкові дані необхідні для проектування головної вентиляціонної установки?

2. Як обирається тип вентилятора?

3. Як обирається спосіб регулювання робочих режимів?

4. Привести рівняння характеристики вентиляційної мережі.

5. Як розраховується постійна опору вентиляційної мережі по заданим параметрам шахти?

Питання для самостійної роботи:

1. Що мається на увазі під робочим режимом вентиляційної установки?

2. Як виявляється резерв продуктивності вентилятора?

ЛІТЕРАТУРА.

Основна.

1. Хаджиков Р. Н. , Бутаков С. А. Горная механика. -М. : Недра, 1982.

2. Правила безпеки в вугільних шахтах. -Київ, 2005.

 

Додаткова.

3. Стационарные установки шахт под. общей редакцией Б.Ф.Братченко. М Недра 1977.

4. Хаджиков Р. Н., Бутаков С. А. Сборник примеров и задач по горной механике. - М. : Недра, 1989.

5. Бирюков В. М. и др. Техническое обслуживание и текущий ремонт стационарного оборудования. -М. :Недра, 1983

6. Бабак Г. А. и др. Шахтные вентиляторные установки главного проветривания: Справочник. -М. : Недра, 1982.

Основні положення по проектування вентиляційних установок головного провітрювання.

При проектуванні вентилційних установок головного провітрювання необхідні слідуючі початкові дані:

1. Необхідна продуктивність Q, м³/с.

2. Мінімальний тиск H_мін, Па.

3. Максимальний тиск Н_макс , Па.

4. Категорія шахти по газу.

5. Тривалість експлуатації установки, Т.

 

При проектуванні необхідно:

1. Вибрати найвигіднішу вентиляційну установку.

2. Встановити спосіб регулювання робочих режимів.

3. Розрахувати вентиляційні характеристики мереж для мінімального і максимального тиску.

4. Побудувати ці характеристики в масштабі вибраного вентилятора і визначити робочі режими.

5. Визначити резерв продуктивності вентилятора.

6. Вибрати спосіб реверсування вентиляційної мережі.

7. Визначити потужність двигуна і вибрати його тип.

8. Розрахувати річну витрату електроенергії.

9. Вибрати схему управління вентиляційної установки.

 

Розглянемо дані питання на конкретному прикладі.

 

 

Приклад розрахунку вентиляційної установки головного провітрювання.

Розрахувати вентиляційну установку для шахти.

Необхідна кількість повітря в шахту Q=200 м³/с.

Мінімальна депресія H_мін = 1500 Па (150 даПа).

Максимальна депресія Н_макс =2500 Па (250 даПа).

Вибір типу вентилятора

Вибір вентилятора при заданих Q, H_мін , Н_макс проводиться по зведеним графікам зон промислового використання . С.85. При цьому в зону промислового використання повинні попасти обидві точки

(Q; H_мін; ) і (Q; Н_макс).

Заданим умовам можуть задовольняти декілька вентиляторів. З економічної точки зору найбільш вигідною є вентиляційна установка, для якої річні витрати з урахуванням капітальних вкладень мінімальні. Наносимо точки (Q; H_мін; ) і (Q; Н_макс) на зведені графіки зон промислового використання вентиляційних установок і вибираємо відповідний вентилятор. По параметрах для наших умов підходять вентилятори ВОД-ЗО і ВОД-40. Без урахування економічних розрахунків вибираємо вентилятор ВОД-40, що має великі можливості резерву.

Регулювання робочих режимів

Оскільки в цьому випадку вибраний осьовий вентилятор, то приймаємо досить економічний спосіб регулювання- зміна кутів установки лопаток на робочих колесах вентилятора.

Характеристики вентиляційної мережі

Визначаємо постійні мережі: при мінімальній депресії

 

 

=

при максимальній депресії

=0,0625

 

Рівняння характеристик мережі при мінімальній і максимальній депресіях:

Нмин. = 0,0375Q²; Нмакс. = О,О625Q².

 

У отримані вирази підставляємо значення Q від 0 до 1,25 продуктивності і отримані значення заносимо в таблицю.

 

Показники	0Q	0,25Q	0,5Q	0,75Q	Q	1,25Q
м3/с.
Н мін.		93,8
Н макс.

За отриманими даними в масштабі, вибраного вентилятора ВОД-40 ( на характеристиках цього вентилятора ) будуємо характеристику даної мережі.

Робочі режими.

Через точки а і б заданих режимів проводимо пряму лінію і знаходимо режим з (Qс=200мЗ/з; Нс=2050 Па) як точку перетину лінії а б з характеристикою вентилятора, відповідною куту установки лопаток на робочих колесах (0 =25° тобто куту при якому почнеться експлуатація вентилятора, (режим (І). Для побудови додаткової характеристики мережі, що проходить через точку с, маємо:

 

=

 

Нс. = 0,05125Q²

Нижче приведені результати обчислень по цьому рівнянню:

 

Показники	0Q	0,25Q	0,5Q	0,75Q	Q	1,25Q
м3/с
Не, Па

Побудована за приведеним даними характеристика 3 вентиляційної мережі дозволяє встановити рівні регулювання робочих режимів установки. На першому рівні регулювання кут установки лопаток робочих коліс рівний =25°. При цьому на початку роботи буде забезпечений режим І ( Q І =21Зм³/с; Н І =1700Па). При переміщенні режиму в точкуІ І відбувається перехід на другий рівень регулювання установки лопаток на кут =30°. Початковий режим на цьому рівні точка І І (Q І І =215 м³/с ; Н І І =2550Па). Закінчення роботи на другому рівні регулювання режим(210 м³/с;2700Па)

При загальній тривалості роботи вентиляційної установки Т=15 років і допущенні лінійності закону зміни від Н_{у ст. мін} до Н_{у ст. макс}. встановлюємо тривалість роботи: на першому рівні

і

, на другому рівні років.

 

Лекція 21